CN106747690A

CN106747690A - 一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂及应用方法

Info

Publication number: CN106747690A
Application number: CN201710084466.8A
Authority: CN
Inventors: 朱凌宇; 王守红; 张家宏; 寇祥明; 徐荣; 韩光明; 王桂良; 毕建花; 唐鹤军
Original assignee: Jiangsu Lixiahe Prefecture Institute Of Agricultural Science
Current assignee: Jiangsu Lixiahe Prefecture Institute Of Agricultural Science
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种具有促腐和保氮功能的牛粪堆肥菌剂及其应用方法，其特征在于，由高温菌芽孢杆菌、中温菌霉菌及低温菌酵母菌复配而成，所述的芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和/或其他相似菌，所述的霉菌包括绿色木霉、黑曲霉和/或其他相似菌种。有效活菌数为25‑45亿/克。本发明菌剂针对牛粪特有理化性状，通过合理配比3类有益微生物，使其在堆肥不同阶段（升温期、中温期、高温期）协同发挥作用，加快腐熟速度，降低堆肥过程中氮的挥发损失，具有良好的促腐保氮性能。本菌剂的应用方法简便易行，操作简单，极大提高了牛粪堆肥的运行效率。

Description

一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂及应用方法

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种具有促腐和保氮功能的牛粪堆肥发酵菌剂及其应用方法。

背景技术

随着畜牧业的不断发展，畜禽粪便排放量与日俱增，通过堆肥化处理畜禽粪便，已经成为畜禽粪便无害化处置和资源化利用的一种有效途径，得到广泛应用。为能够增加堆肥中有效的微生物数量，加速堆肥材料的腐熟，提高堆肥质量和运行效率，在堆肥中添加菌剂是较为常见的措施。牛粪被广泛用作堆肥原料，由于牛粪具有有机质和养分含量低、纤维素含量高、含水量高等特点，目前市场上已有的一些微生物腐熟菌剂产品，常常忽略了堆肥物料性质的差异性，将市售通用菌剂应用于牛粪堆肥往往不能取得较好效果，存在腐熟程度低、发酵周期长、纤维素降解率低等弊端，极大程度降低了堆肥效率，增加了有机肥生产成本；此外堆肥过程中由于高温和微生物的作用，常常伴随着大量氨气挥发，不仅造成了严重的氮素损失，降低堆肥的养分和品质，而且对环境造成严重污染。因此，研发兼具提高堆肥效率、减少氮素流失的堆肥菌剂成为当前有机肥产业可持续发展的必要保证。

发明内容

为缩短牛粪堆肥的发酵周期、促进堆肥彻底腐熟，同时，降低堆肥过程中氮的损失幅度，本发明提供了一种兼具促腐和保氮作用的微生物复合菌剂和应用方法，其技术方案如下：

一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，由高温菌芽孢杆菌、中温菌霉菌及低温菌酵母菌复配而成，所述的芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和/或其他相似菌，所述的霉菌包括绿色木霉、黑曲霉和/或其他相似菌种。

作为优选，一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，所述的菌剂含枯草芽孢杆菌的质量分数为10%-20%、地衣芽孢杆菌的质量分数为10%-20%、绿色木霉的质量分数为10%-20%、黑曲霉的质量分数为10%-20%、酵母菌的质量分数为20%-40%。

进一步优选的是，一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，所述的菌剂含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的质量分数分别为10%，绿色木霉、黑曲霉的质量分数分别为20%，酵母菌的质量分数为40%。

上述牛粪堆肥促腐保氮菌剂的微生物菌，可以来自市售单一组分菌剂，也可以由种子菌株扩培获得。

所述牛粪堆肥促腐保氮菌剂，有效活菌数为25-45亿/克。

显而易见的是，上述菌剂还含有蛋白酶、淀粉酶、多肽酶等微生物代谢产物。

本发明还提供了一种将上述促腐保氮菌剂用于牛粪堆肥的应用方法，具体实施步骤为：

（1）按堆肥1‰-4‰的量称取菌剂，用红糖水稀释，放置12－24小时后均匀加入牛粪堆肥堆体，与牛粪充分混合均匀后，将其堆成条垛形，调节堆体含水率至60%-65%，调节碳氮比至25-35；

（2）堆肥开始后，每天定时监测堆体温度，将温度计插入堆体内30cm左右，分别测量堆体上、中、下不同部位温度，当堆体平均温度上升至50℃时进行第一次翻堆，之后每隔5-7天翻堆一次；

（3）当温度高于55℃并持续10天以上时，堆肥腐熟基本完成。待堆肥温度下降后，得到稳定堆肥产物。

作为优选，步骤（1）中菌剂用量优选是3‰，红糖水浓度为5%－10%，条垛形堆体大小为1.5 米高、1-2米宽，长度不限。

本发明与现有技术相比具有如下优势：

1、配方合理，优势菌协同。本发明菌剂所含有益微生物是基于促腐保氮功能及活性温度筛选得到的优势菌种。包括低温菌、中温菌和高温菌，通过适当配比各有益菌比例，使其在堆肥不同阶段协同作用，充分发挥各自优势，促进对牛粪中糖类、脂类、蛋白质及纤维素的综合利用；

2、兼具促腐和保氮功效。本发明菌剂能够促使堆肥迅速进入高温期，延长高温期的持续时间，促进腐熟度提高，堆肥腐熟彻底，缩短堆肥周期，提高堆肥效率。同时，降低堆肥过程中氮的损失幅度，有效减少氮素的流失，提高堆肥产物的养分肥效；

3、节本增效，使用方便。本发明菌剂有效活菌数高，应用于牛粪堆肥时，以1‰-4‰的用量即可取得较好的堆肥效果，降低了有机肥生产成本。使用方法简便易行，提高了牛粪堆肥的堆肥效率，便于在有机肥生产中推广应用。

具体实施方式

为促进牛粪堆肥腐熟和有效降低氮素流失。本研究通过前期优势菌筛选，从牛粪自然堆体中，在堆肥不同阶段（升温期、中温期和高温期）筛得优势微生物菌种20多种，进一步对各菌种的发酵功能和保氮效果进行试验并开展菌种拮抗试验，优选出3类最具促腐和保氮作用的功能微生物菌种。通过适当配比，使各功能菌之间相互协同作用，共同促进牛粪腐熟和氮素固持，提高牛粪堆肥运行效率和产物质量。下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

分别按如下配比制成牛粪堆肥促腐保氮菌剂：

样品例1

选取质量分数各占10%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，质量分数各占20%的绿色木霉、黑曲霉，质量分数占40%的酵母菌进行复配，得到牛粪堆肥促腐保氮菌剂，有效活菌数为29.6亿/克。将本样品菌剂应用于牛粪堆肥前，按3‰用量称取菌剂，用浓度为10%的红糖水稀释后放置12小时，待用。

样品例2

选取质量分数各占20%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉、黑曲霉、酵母菌进行复配，得到牛粪堆肥促腐保氮菌剂，有效活菌数为41.6亿/克。将本样品菌剂应用于牛粪堆肥前，按3‰用量称取菌剂，用浓度为10%的红糖水稀释后放置12小时，待用。

样品例3

选取质量分数各占17%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉、黑曲霉，质量分数占32%的酵母菌进行复配，得到牛粪堆肥促腐保氮菌剂，有效活菌数为37.5亿/克。用浓度为8%的红糖水稀释后放置20小时，待用。

样品例4

选取质量分数各占20%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，质量分数各占10%的绿色木霉、黑曲霉，质量分数占40%酵母菌进行复配，得到牛粪堆肥促腐保氮菌剂，有效活菌数为42.8亿/克。将本样品菌剂应用于牛粪堆肥前，按3‰用量称取菌剂，用浓度为8%的红糖水稀释后放置20小时，待用。

对比例1

以不加菌剂的牛粪自然堆肥作为对照。

对比例2

以加入市售商品菌剂的牛粪堆肥作为对照。本例中商品菌剂购自江阴联业生物科技有限公司，主要成分为解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、哈慈木霉，配比不详。将本对比例菌剂应用于牛粪堆肥。

将样品例1-4及对比例1-2的牛粪堆肥同时进行。

将上述4个样品及对比例2分别加入牛粪堆肥堆体，与牛粪充分混合均匀后，与对比例1一同，分别堆成1.5 米高、1.5米宽、3 米长的条垛形，调节堆体含水率至60%左右，调节碳氮比至25-35；当堆温升至50℃时开始第一次翻堆，之后每隔5天翻堆一次。当温度高于55℃并持续10天以上时，堆肥腐熟基本完成。

堆肥过程测定全氮、有机氮、速效氮含量，堆肥50天时测定产物电导率（EC）和种子发芽指数（GI）。如表1所示，堆肥后期各例堆肥腐熟度。

表1 堆肥后期各例堆肥腐熟度

电导率（EC）和种子发芽指数（GI）是指征堆肥腐熟情况的指标。当EC 值在3 mS /cm以下、GI值在80%以上时，表明堆肥已腐熟完全，不会对作物生长产生毒害作用。

如表1所示，当堆肥进行到34天时，样品例1、3的EC值和GI值率先达到腐熟度标准，完全腐熟；当堆肥进行到42天时，样品例2、4的EC值和GI值亦达到腐熟度标准，完全腐熟；当堆肥进行到50天时，对比例2的EC值和GI值达到腐熟度标准，完全腐熟，但对比例1的EC值和GI值仍低于腐熟度指标，尚未完全腐熟。充分表明本发明菌剂有效提高了堆肥运行速度，将堆肥周期缩短了8-16天，促使牛粪堆肥提前达到腐熟，较市售菌剂具有显著的促腐作用。

堆肥过程中，微生物通过对物料中营养物质的消耗利用，将大分子有机物降解为小分子及作物易吸收利用的养分形态。至堆肥结束时，各处理组全氮、有机氮含量有所下降，而速效氮含量均有所上升，如表2所示，全氮在各实施例中均有不同程度下降。

表2 堆肥过程各例全氮变化（g/kg）

对比例1-2分别下降43.01%和46.81%，样品例1-4分别下降27.03%、32.42%、37.57%和12.41%，降幅显著低于对比例，较对比例1减少全氮损失5.5%—20.6%，较对比例2减少全氮损失9.3%—24.4%，表明本发明菌剂能有效抑制牛粪堆肥过程中氮素的流失，促进对氮的截留与保持。

有机氮是全氮的主要组成部分，在堆肥过程中变化趋势与全氮保持一致，各实施例含量均有所下降。如表3所示，堆肥过程各例有机氮变化。

表3 堆肥过程各例有机氮变化（g/kg）

对比例1-2中有机氮含量较堆肥初期分别下降61.84%、64.00%，样品例1-4有机氮含量较堆肥初期分别下降35.37%、49.67%、39.45%和38.17%，降幅显著低于对比例。样品例菌剂比对比例1减少有机氮损失12.2%—26.5%，比对比例2减少有机氮损失14.3%—28.7%。表明本发明菌剂能有效减少氮素中有机成分的损失，促进对有机氮的固持，进而提高堆肥产物中有机质含量。

堆肥过程是通过微生物的活动利用，不断将难降解有机物转化为易吸收利用的活动态养分的过程。在微生物作用下，速效氮从有机物中释放出来，含量逐渐上升。如表4所示，堆肥过程各例速效氮变化。

表4堆肥过程各例速效氮变化（mg/kg）

速效氮在对比例1-2中分别提高21.52%、12.37%，在样品例1-4中分别提高56.52%、33.10%、37.48%和36.09%，样品例对速效氮的提升能力显著高于对比例，速效氮增幅比对比例1提高11.6%—35.0%，比对比例2提高20.7%—44.1%。表明加入本发明菌剂能促进稳定态氮向移动态氮的转化，提高堆肥产物中的速效养分含量。

Claims

1.一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，由高温菌芽孢杆菌、中温菌霉菌及低温菌酵母菌复配而成，所述的芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和/或其他相似菌，所述的霉菌包括绿色木霉、黑曲霉和/或其他相似菌种。

2.一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，所述的菌剂含枯草芽孢杆菌的质量分数为10%-20%、地衣芽孢杆菌的质量分数为10%-20%、绿色木霉的质量分数为10%-20%、黑曲霉的质量分数为10%-20%、酵母菌的质量分数为20%-40%。

3.根据权利要求1所述的一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，所述的菌剂含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的质量分数分别为10%，绿色木霉、黑曲霉的质量分数分别为20%，酵母菌的质量分数为40%。

4.根据权利要求1所述的一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂，其特征在于，所述的菌剂有效活菌数为25-45亿/克。

5.权利要求1－3所述的牛粪堆肥促腐保氮菌剂的应用方法，具体步骤为：

（3）当温度高于55℃并持续10天以上时，堆肥基本完成。

6.根据权利要求5 所述的一种牛粪堆肥促腐保氮菌剂的应用方法，其特征在于，所述的菌剂量是3‰，红糖水浓度为5%－10%，条垛形堆体高和宽分别为1.5 米、1-2米。